[发明专利]丝粉同轴等离子电弧增材焊枪，增材系统及增材方法

权利要求书

1.一种丝粉同轴等离子电弧增材焊枪，其特征在于，包括焊枪主体(1)，呈环形的送粉通道管(5)，空心钨极(6)，SiO₂玻璃管(7)和连接喷嘴(8)；

送粉通道管(5)由内管和外管之间形成送粉通道，所述空心钨极(6)嵌套在送粉通道管(5)的内管内部，所述空心钨极(6)内设有SiO₂玻璃管(7)，送粉通道管(5)，空心钨极(6)和SiO₂玻璃管(7)同轴设置；SiO₂玻璃管(7)的下端高于空心钨级端头，送粉通道管(5)和空心钨极(6)下端连接有连接喷嘴(8)；

焊丝穿过SiO₂玻璃管(7)实现送丝，送粉通道管(5)下端设有送粉出口，空心钨极(6)的送丝出口和送粉通道管(5)的送粉出口平齐。

2.根据权利要求1所述的焊枪，其特征在于，SiO₂玻璃管(7)的下端从空心钨级端头缩进2-5mm。

3.根据权利要求2所述的焊枪，其特征在于，焊枪主体(1)上与送粉通道管(5)的入口相匹配的地方设有送粉口(2)，焊枪主体(1)位于送粉口(2)下端的侧壁上设有气体引入口(11)。

4.根据权利要求3所述的焊枪，其特征在于，焊枪主体(1)位于送粉管送粉口上的上半部分圆形外壁与焊枪主体(1)上半部分内壁形成半封闭空腔，半封闭空腔中设置有冷却水管道，冷却水在冷却水管道中流通，构成冷却循环水路，以冷却装置，焊枪主体(1)上设有冷却水出入口(4)。

5.根据权利要求4所述的焊枪，其特征在于，焊枪主体(1)下端为直径渐缩的保护帽(10)，保护帽(10)的下端低于连接喷嘴(8)的出口。

6.根据权利要求5所述的焊枪，其特征在于，还包括连接固定结构(3)，用于将空心钨极(6)和SiO₂玻璃管(7)固定与焊枪主体(1)上。

7.根据权利要求6所述的焊枪，其特征在于，连接固定结构(3)包括矩形块(22)和固定螺栓(23)；所述空心钨极(6)和SiO₂玻璃管(7)的一端固定于固定块上，固定块通过固定螺栓(23)固定于焊枪主体(1)上。

8.根据权利要求7所述的焊枪，其特征在于，空心钨极(6)和送粉通道管(5)下端分别通过连接法兰(24)和连接喷嘴(8)连接；连接喷嘴(8)中间设有焊丝出口，连接喷嘴(8)上设有粉末出口。

9.一种包括权利要求1-8任一项所述的焊枪的增材系统，其特征在于，还包括基板(14)，工作台(15)，与计算机(16)连接的焊接行走机构(17)、激光器(18)、等离子弧焊机(19)、送丝机构(12)、送粉机构(20)和气氛控制系统(21)；

所述焊接行走机构(17)与焊枪连接，并控制焊枪的移动；送粉机构(20)与送粉通道管的送粉口连接，用于送粉；气氛控制系统(21)与气体引入口(11)连接，用于控制送气；所述激光器(18)控制激光对准连接喷嘴(8)的出粉口可实现激光熔覆送粉，所述等离子弧焊机(19)与焊丝连接，控制焊丝送进和电弧沉积。

10.一种利用权利要求9所述的增材系统进行增材的方法，其特征在于，包括如下步骤：

第一步：对基板(14)表面增材区域及其附近15mm的区域进行机械清理或化学清洗，去除污渍，然后放在工作台(15)上；

第二步：利用钨极制样工具清理空心钨极(6)电子发射端的污染物，然后安装到焊枪上；

第三步：将焊枪固定于焊接行走机构(17)，确保可控制移动，微调焊枪姿态，保证空心钨极(6)和送粉通道管(5)中轴线垂直于基板(14)表面，同时调整焊枪和基板(14)的距离5-25mm；

第四步：依次检查确认冷却水、气氛控制系统(21)、送丝机构(12)、送粉系统(20)、焊接行走机构(17)、等离子弧焊机(19)、激光器(18)均处于正常工作状态，所有进出口均连通，并依据焊接参数设定保护气流量、送丝速度、送粉速度、焊接电流、焊接速度、激光频率；

第五步：待空心钨级(6)的送丝出口和送粉通道管(5)的送粉出口同时出料时，同时开启等离子弧焊机(19)和激光器(18)，通过电弧沉积和激光熔覆同时成形，从而完成空心钨级送丝-激光熔敷送粉同轴成形；

第六步：增材制造结束，依次熄弧、停止送丝/送粉、断开保护气，关闭电源，打扫卫生。